"围观"设计模式(27)--行为型之解释器模式(Interpreter Pattern)
来源:互联网 发布:在哪看淘宝自动售货 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 10:50
解析器是一种按照规定的语法进行解析的例子,在现在的项目中使用较少,定义如下:给定一门语言,定义它的文法的一种表示,并定义一个解释器,该解释器用于解释语言中的句子。
个人理解
解释器模式在项目中很少使用,因为他会引起效率、性能以及维护等问题,准备使用该模式时可以考虑开源框架如:Expression4J、MESP、Jep等。解释器模式一般用来解析比较标准的字符集,比如说SQL语法分析等。
解释器角色
解释器模式主要包含如下几个角色:
AbstractExpression: 抽象表达式。声明一个抽象的解释操作,该接口为抽象语法树中所有的节点共享。
TerminalExpression: 终结符表达式。实现与文法中的终结符相关的解释操作。实现抽象表达式中所要求的方法。文法中每一个终结符都有一个具体的终结表达式与之相对应。
NonterminalExpression: 非终结符表达式。为文法中的非终结符相关的解释操作。
Context: 环境类。包含解释器之外的一些全局信息。
Client: 客户类。
抽象语法树描述了如何构成一个复杂的句子,通过对抽象语法树的分析,可以识别出语言中的终结符和非终结符类。 在解释器模式中由于每一种终结符表达式、非终结符表达式都会有一个具体的实例与之相对应,所以系统的扩展性比较好。
案例解析
一个表达式求值得简单例子(借鉴了设计模式之禅中的代码)
public abstract class Expression {public abstract int interpreter(HashMap<String, Integer> var);}
变量解析器
public class VarExpression extends Expression {private String key;public VarExpression(String key){this.key = key;}@Overridepublic int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {int value = var.get(key);return value;}}
抽象运算符类
public abstract class SymbolExpression extends Expression {protected Expression left;protected Expression right;public SymbolExpression(Expression left, Expression right) {this.left = left;this.right = right;}}
加法解析器
public class AddExpression extends SymbolExpression {public AddExpression(Expression left, Expression right) {super(left, right);}@Overridepublic int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {// 左右两个表达式的值相加return super.left.interpreter(var) + super.right.interpreter(var);}}
减法解析器
public class SubExpression extends SymbolExpression {public SubExpression(Expression left, Expression right) {super(left, right);}@Overridepublic int interpreter(HashMap<String, Integer> var) {// 把左右两个表达式的值相减return super.left.interpreter(var) - super.right.interpreter(var);}}
public class Calculator {private Expression expression;public Calculator(String expStr) {Stack<Expression> stack = new Stack<Expression>();char[] charArray = expStr.toCharArray();Expression left = null;Expression right = null;for(int i = 0; i < charArray.length; i++) {switch (charArray[i]) {case '+':// 加法,取出左侧的值,获取到右侧的值相加并将结果放到栈中保存left = stack.pop();right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));stack.push(new AddExpression(left, right));break;case '-':// 减法,取出左侧的值,获取到右侧的值相减并将结果放到栈中保存left = stack.pop();right = new VarExpression(String.valueOf(charArray[++i]));stack.push(new SubExpression(left, right));break;default:// 数字直接保存到栈中stack.push(new VarExpression(String.valueOf(charArray[i])));break;}}this.expression = stack.pop();}public int run(HashMap<String, Integer> var) {return this.expression.interpreter(var);}}
测试类
public class Client {public static void main(String[] args) {String expStr = getExpStr();HashMap<String, Integer> var = getValue(expStr);Calculator cal = new Calculator(expStr);System.out.println(expStr + "=" + cal.run(var));}private static HashMap<String, Integer> getValue(String expStr) {HashMap<String, Integer> map = new HashMap<String, Integer>();for (char ch : expStr.toCharArray()) {if(ch != '+' && ch != '-') {if(!map.containsKey(String.valueOf(ch))) {System.out.println("输入表达式中符号" + ch + "代表的值:");Scanner scanner = new Scanner(System.in);int num = scanner.nextInt();map.put(String.valueOf(ch), num);}}}return map;}private static String getExpStr() {System.out.println("输入表达式:");Scanner scanner = new Scanner(System.in);return scanner.nextLine();}}
解释器的优点
1、 可扩展性比较好,灵活。
2、 增加了新的解释表达式的方式。
3、 易于实现文法。
解释器的缺点
1、 执行效率比较低,可利用场景比较少。
2、 对于复杂的文法比较难维护。
解释器的适用场景
1、可以将一个需要解释执行的语言中的句子表示为一个抽象语法树。
2、一些重复出现的问题可以用一种简单的语言来进行表达。
3、文法较为简单。
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